小电流接地系统故障建模与仿真分析毕业设计详解

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小电流接地系统单相接地故障选线方法的分析研究 毕业论文

小电流接地系统单相接地故障选线方法的分析研究 毕业论文
目前国内外对故障定位的研究大多数集中在第一部分。故障选线问题经过多年的研究已经取得了不少的研究成果,而如何确定故障区段和故障点位置却缺乏成熟的研究成果。为了不断适应配电自动化水平的要求,许多学者对配电网的故障定位作了大量研究,定位方法主要可以分为三类:
(1)利用户外故障探测器检测的故6~35kV电网大多数采用中性点不直接接地方式:中性点经消弧线圈接地、经大电阻接地和不接地方式。在发生单相接地(用 表示)时,这种运行方式的接地电流往往比负荷电流小得多,而且故障点处的电弧通常能够自行熄灭,因此这样的系统常称为小电流接地系统。
在小电流接地电网中发生单相接地故障时,故障点电位为大地的电位,中性点电位升为相电压,非故障相导线对地电压升高为原来的 倍,三相线电压仍三相对称,不影响对用户的正常供电,而且故障电流又较小,因此单相接地保护只动作于信号,允许电网继续运行1~2h,这在一定程度上保证了供电的连续性[1]。
以上三种方式的故障隔离和恢复供电都是在发生相间短路时起作用的,对于单相接地,因单相接地故障电流较小,不需要立即停电,单相接地故障的识别只能依靠变电站中的接地选线装置实现。在馈线上安装具有测量和通信功能的新型配电开关,能获取大量的线路电量信息,为新方法的采用提供了可能。本文的区段定位研究也正是基于此种技术条件,在测量一条馈线上各开关处的零序电流和零序电压的基础上,实现区段定位。
(1)出线开关具有开断短路故障电流的能力,线路分段开关具备开断正常工作电流的能力;
(2)出线开关、线路分段开关具有三相电流电压传感器,以获取三相电流、电压信号。
出线开关、线路分段开关具有以高性能单片机为核心、有远程通信接口的控制器,该控制器具有相应的硬件接口电路将三相电压、电流信号转换为零序电压、零序电流信号。
此外,在电缆线路故障定位的研究中,文献[7]研制了用于配电网故障监测的光电式零序电流电压传感器,采用零序功率相角监测的方法定位故障分支。文献[8]使用光纤传感器实现电缆线路各个节点故障后零序电容电流的测量,由此确定发生故障的区段。这些文献展示了国外的一些研究方向和具体应用。但是根据我国配网特点,及投资成本,这些方法在实用上还存在一些问题。

自-小电流接地系统中两点接地的仿真现象分析

自-小电流接地系统中两点接地的仿真现象分析

小电流接地系统中两点接地的仿真现象分析摘要:本文主要指出了在无选线装置情况下,仿真分析了小电流系统中发生两点接地时的现象,为变电站运行人员安全生产中处理此类问题提供参考。

本文以某仿真变电站35kV侧系统为例,35kV出线所配保护装置均为PSL641,过流I、II、III段保护投入,运行方式见主接线如图1所示。

两点接地仿真实例站内发生接地时,警铃均会发出告警音响,下面不再指出。

1、35kV线路1、线路3发生A相接地(同母线、同相)接地时现象:告警窗:35kVI段母线小电流接地报警;预告信号;后台机:35kV I段母线上出线 A 相电压为零, B 、C相电压上升为36kV; 35kV接地、35kV I段母线接地光字点亮;屏盘显示:35kV绝缘监察装置显示:A相电压为零,B、C相电压上升为36kV。

分析:线路1发生A相接地时,线路1A相对地电容电流为零,B、C两相对地电容电流通过A相接地点流向主变,然后通过主变的B、C两相流出,如图2所示。

所以短路点的短路电流实际上为另外两相的对地电容电流。

线路3发生A相接地时的情况同线路1。

所以当线路1、线路3同时发生A相接地时,流过短路点的短路电流只与本线路另外两相的对地电容电流有关,与其它线路无关。

此时可以把线路1、线路3看做并联的一条线路发生A相接地,对于小电流系统发生单相接地时保护不动作,只报接地。

这就是线路1、线路3虽然同时发生A相接地,而保护不动作,只报接地的原因。

2、35kV线路1发生A相接地、线路3发生B相接地(同母线、不同相)接地时现象:告警窗:35kV I段母线小电流接地报警;预告信号;线路1PSL641保护动作,303断路器出口跳闸,三相分闸;后台机:303断路器在分闸位置,35kV 其它出线B相电压为零, A、C相电压上升为36kV;故录柜装置动作、35kV接地、35kVI段母线接地光字点亮;屏盘显示:35kV绝缘监察装置显示:B相电压为零,A、C相电压上升为36kV。

基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析

基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析

s fw a e Si u i k a d i Po r S t m o l o r p af r ,i h s al c re t g o dn yse o t r m ln n Sm we yse t o b x f lt m o o n t e m l u rn r un ig S t m n n g o n e ta a n — h s r u d f u tmod l a d b sn h m p i d fz r e ue c u rn o - r u d n ur l y o e p a e g o n a l w e, n y u i gt e a l u e o eo s q n e c re t t p a e d s rm i ai n f utl n h a tp a e , h s ic i n to a l i a d t e ful h s s whih tsi e h eo s q e c u r n ai h n t e ne c e tf d t e z r e u n ec re tr t ta h i o m eh d o h t g a fn n g o n e ta y n — h s r u df u t h fe tv n s fd s rm i ai n t o fp o o rpho o - r u dn ur l wa o e p a eg o n a l t eef c ie e so ic i n to .
Zh g u c u n an Y n h a Wa g Xiyi n n 。
f . u o ai n & Elc rc l g n e i g Cole e o n h u Ja on i r iy A t m to 1 e ti a En i e rn l g fLa z o io T g Un ve st,La ho 3 0 nz u 7 70 0

小电流接地系统单相接地故障

小电流接地系统单相接地故障

毕业设计(论文)小电流接地系统单相接地故障仿真与分析系别:机电信息学院专业名称:电气工程及其自动化学生姓名:学号:指导教师姓名、职称:完成日期 2011 年 12 月 10 日论文题目:小电流接地系统单相接地故障仿真与分析专业:电气工程及其自动化姓名:赵娜(签名):指导教师:王清亮(签名):摘要我国3~66kV中低压配电网大多数采用中性点非有效接地运行方式,俗称小电流接地系统。

小电流接地系统的单相接地故障是常见的故障形式,占全网故障的80%以上。

当故障发生时故障相电压为零,非故障相电压上升为线电压,但是三相电压依然对称,系统可以带故障运行1~2h,提高了系统运行的可靠性。

但是必须尽快找出故障相并排除故障以免事故扩大和设备损坏。

由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因,小电流接地系统单相接地故障检测比较困难,接地线路的选择一直没有得到很好的解决,严重阻碍了供电可靠性和自动化水平的提高。

因此,研究小电流接地系统单相接地故障特征,不仅对配电线路单相接地故障的快速准确定位和线路修复、可靠供电具有直接帮助,而且对整个电力系统的安全稳定和经济运行都具有十分重要的意义。

本文首先对电力系统各种中性点接线方式做了简要介绍,分析了小电流接地系统两种不同的中性点接线方式的基本原理及运行特点,并对这些接线方式的运行参数进行了综合比较。

在深入分析小电流接地系统单相接地故障时的稳态和暂态电气量的基础上,系统的研究了小电流接地系统单相接地故障的分析方法,总结论述了小电流接地系统正常时,各相电压电流的一些基本现象和基本规律;在发生单相接地故障后,系统电压电流的变化情况和各相对地电容电流及系统零序电压的情况。

并且利用Matlab仿真软件搭建了小电流接地系统单相接地故障仿真模型,分别对小电流接地系统中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统进行仿真,通过设置统一的线路参数、仿真参数,给出了仿真结果及线路各主要参数的波形图,最后根据仿真结果,得出重要结论及以后注意的问题。

基于PSCAD_EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真_毕业设计

基于PSCAD_EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真_毕业设计

编号毕业设计(论文)题目基于PSCAD/EMTDC的小电流单相接地故障模型仿真二级学院电子信息与自动化学院专业电气工程及其自动化摘要第一小段,应该介绍一下你论文的意义。

然后下面再开始介绍你的工作建立了小电流接地系统的仿真模型,利用电磁暂态程序PSCAD/EMTDC全面仿真了不同故障情况对故障稳态和暂态电压、电流幅值特征和相位特征产生的影响,(这句话太拗口)并得到了相应的零序电压及零序电流的幅值、相位及波形。

通过对仿真数据及波形的进一步分析,得出了小电流接地系统发生单相接地故障时的运行特点,验证了小电流接地故障稳态和暂态分析理论的科学性、合理性。

为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量,基于PSCAD/EMTDC的仿真环境,搭建了小电流接地系统的配电网络仿真模型并综合考虑不同短路时刻、不同接地电弧电阻、不同故障距离和线路长度等多个因素,对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。

在配电网单相接地短路故障后的第1个工频周波(0~0.02 s)内故障线路的零序电流包络线的变化速度比非故障线路变化缓慢,包络面积大,但与非故障线路首半波极性相反。

仿真分析表明此暂态特性不受短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈被偿度的影响,为单相接地故障选线和故障测距的研究提供了理论依据。

居然没有目录和参考文献,参考文献至少要30篇,最好超过40篇,要标注在论文里面,你的论文的整体结构还可以,也比较认真,再继续修改一下再拿来我看,要修改好的正式文档关键词:小电流接地系统;单相接地故障;故障选线;PSCAD/EMTDC仿真;选线原理;补偿度;故障相电压AbstractA simulation model of non-solidly grounded system is presented in the paper.Overall simulating of amplitude and phase characteristics of steady-state and transient fault voltage and current on diverse fault conditions is performed by using Electromagnetic Transient Program PSCAD/EMTDC.The amplitude,phase and waveform of the corresponding zero sequence voltage and current can be obtained by the designing program.By further analyzing the simulation date and waveform,the basic principles and characteristics of low-current grounding power systems were presented,verifying the analytical theories of the steady fault and transient fault about single Phase grounding scientific and reasonable.The transient characteristic of single-phase to ground fault is used for the fault line selection and fault distance detection in distribution network. The distribution network simulation model is established for the Neutral Uneffectual Grounded System (NUGS), Various factors, such as different short circuit time, arc-resistances, fault distances, line length and the compensation rates of arc-suppression coil,should be put into over all consideration.The single-phase to ground fault of the NUGS is simulated so as to research the transient characteristics of single-phase to ground fault in distribution network.Through analyzing these transient characteristics such as zero-sequence current and voltage, fault-phase voltage and current, it is concluded that these transient characteristics change with the different short circuit time, arc-resistances, fault distances and the compensation rates of arc-supperession coil, which provide a theory basis to study the fault line selection and fault distance detection for the single-phase to ground fault in distribution network.Key words:non-solidly grounded system;single-phase earth fault;faulty feeder selection;PSCAD/EMTDC simulation;option principle;compensation rate; voltage of fault-phase没有目录?第1章绪论1.1 课题研究的意义电力系统中,配电系统同电力用户的关系最密切,最直接,配电网量大面广,担负着直接为广大用户供电的任务,随着社会经济的发展,人们对电力的需求日益增长,同时对供电质量提出了更高的要求。

小电流接地系统单相接地故障分析与仿真

小电流接地系统单相接地故障分析与仿真

小电流接地系统单相接地故障分析与仿真兰州石化公司许志军摘要:本文结合石化厂内部电网中性点接地方式的优化改造,对中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统的单相接地故障进行了综述,并利用MATLAB软件对两种系统下的单相接地故障进行了仿真,得到了与理论分析相一致的结论,使的单相接地故障的分析更为直观。

关键词:小电流接地系统单相接地故障数值仿真消弧线圈接地中性点电力系统常用的接地方式有两种,即中性点有效接地系统和非有效接地系统,也称为大电流接地系统和小电流接地系统。

对于小电流接地系统,当发生单相接地故障时,只是非故障相对地电压升高√3倍,而线电压维持不变,故不影响三相设备的正常运行,当单相接地电容电流不大时,其所引起的热效应能为电网的各个元件的绝缘所承受,故规程允许电网带接地故障运行1~2小时。

但当接地电流较大时,产生的电弧不易熄灭,易损坏设备绝缘,造成相间短路,或发生间歇性弧光接地,造成弧光接地过电压,持续时间较长时,将对网络中的设备绝缘寿命产生不良影响。

兰州石化公司的6kV系统全部为小电流接地系统,建初因为电力系统较小,中性点全采用了不接地方式,其优点是单相接地电流小,系统带故障能继续运行,但随着公司生产规模的不断扩大,各电力网络也随着变大,单相接地电流增加,发生单相接地时极易引起弧光短路,造成整个电网电压波动,致使各套装置经常停车,设备损坏。

鉴于此,石化厂组织对本厂电力系统中性点运行方式进行了优化改造。

这里结合石化厂改造情况并利用MA TLAB 软件的电力系统仿真工具箱,对6kV电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地两种方式作一简析。

1 中性点不接地系统运行方式及分析1.1中性点不接地系统原理中性点不接地系统属小电流接地系统,图1.1为最简单的中性点不接地系统正常运行时图1.1 中性点不接地系统原理图a:接线简图 b:电流电压相量图电容电流的分布,三相对地集中电容相当于一个对称的星形负荷,其中性点电位与电源中性点电位相等,对地电位为零,故各相对地电压分别为各相的相电压,三相电容中的电流是对称的电容电流I CA,I CB,I CC,分别超前相应的相电压90°,三相对地电容电流之和为零,各相对地电容电流值为I=jU XωC0如图1.2a示,当A相直接接地故障时,A相对地电容被短接,相当于容抗为无穷大,A相对地电容电流为零,A相对地电压也为零,而其它两相对地电压则升高√3倍,其相量关系如图1.2b所示,A相接地后,各相间电压仍然是对称的,各相电压为图1.2 中性点不接地系统单相接地示意图a:接线简图b:电流电压相量图U AD=0U BD=E B-E A=E A exp(-j150°)U CD=E C-E A=E A exp(j150°)非故障相中流向故障点的对地电容电流I CB'=jU BDωC0I CC'=jU CDωC0故障点电流I d=I CB'+I CC'其有效值I d=3U XωC0,为正常运行时相对地电容电流的3倍,相位超前故障点电压U d0 90°,即I d=j3U d0ωC0如图1.3所示,假设系统中有m条线路,每条各相对地电容分别为C1,C2,…,Cm,第i条线路发生A相经电阻R接地,其接地电流为整个系统非故障相电容电流之和,故障线路零序电流为非故障线路电容电流之和减去故障线路电容电流。

电力系统分析实验--- 小电流接地系统单相故障

电力系统分析实验--- 小电流接地系统单相故障

电力系统分析实验实验项目名称小电流接地系统单相故障所属课程名称电力系统分析实验日期2022-09-25班级姓名学号成绩小电流接地系统单相故障一、实验目的1、认识小电流接地系统;2、熟悉小电流接地系统单相故障的类型;3、了解零序电压和零序电流的概念;二、实验内容利用Simulink分别建立10kV中性点不接地系统仿真模型和10kV中性点经消弧线圈接地系统仿真模型,添加下列模块:(1)输电线路模块(Three-Phase PI Section Line)(2)信号接收模块(From)(3)信号输出模块(Demux)(4)输入加法器模块(Sum)(5)三相序分量模块(Discrete 3-phase Sequence Analyzer)(6)万用表模块(MultiMeter)(7)三相电压电流测量模块(Three-Phase V-I Measurement)(8)三相故障设置模块(Three-Phase Fault)中性点不接地系统的仿真模型:中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型:三、仿真结果及分析1、中性点不接地系统各模块仿真参数设置(1)三相电源模块电压10.5kV,接线方式Y形连接,电源电阻0.00529Ω,电源电感0.000140H。

(2)输电线路模块Line1~Line4线路长度分别为130km、175km、1km、150km,其他参数设置相同。

(3)线路负荷模块Load1~Load3设置其有功负荷分别为1MW、0.2MW、2MW,其它参数相同。

Load4设置为纯电阻负荷,有功负荷为1MW。

(4)三相电压电流测量模块勾选使用标签,按线路设置标签序号。

(5)故障模块选择在第三条出线的1km处(即Line3与Line4之间)发生A相金属性单相接地。

当中性点直接接地系统(又称大接地电流系统)中发生接地短路时,将出现很大的零序电压和电流。

还有在中性点不直接接地系统中当发生单相接地时,也会产生零序电压。

小电流接地系统单相接地故障分析及选线研究

小电流接地系统单相接地故障分析及选线研究

小电流接地系统单相接地故障分析及选线研究一、引言小电流接地系统是电力系统较常见的一种接地方式,其主要特点是接地电流较小,通常情况下不会引起系统故障,但是一旦发生单相接地故障,必须及时进行分析和处理,以避免引发更大的事故。

本文将从单相接地故障的原因和分析、以及选线研究等几个方面展开讨论。

二、小电流接地系统单相接地故障原因分析1. 绝缘老化小电流接地系统中的设备和设施都需要使用绝缘材料进行保护,但是长时间运行和外部环境的影响会导致绝缘老化,使得绝缘性能下降,从而增加了单相接地故障的风险。

2. 外力破坏在系统运行过程中,设备受到外力的破坏也是单相接地故障的常见原因。

例如由于人为操作不当或者外部环境因素导致设备受到损坏,使得设备绝缘被破坏从而引起接地故障。

3. 设备缺陷设备制造过程中可能存在一些缺陷,这些缺陷在长时间运行后可能会暴露出来,成为单相接地故障的隐患。

4. 脏污覆盖系统在运行过程中会受到一定程度的脏污覆盖,长期未清理会导致设备绝缘性能下降,增加单相接地故障的风险。

当发生单相接地故障时,我们需要进行分析找到故障点,以便进行修复。

接地故障的分析一般包括以下几个方面:1. 过电压测量通过对系统中的接地电压进行测量,可以初步确定故障的位置和范围,有利于后续的故障处理。

2. 绝缘电阻测量通过对系统绝缘电阻进行测量,可以判断绝缘是否存在问题,需要进行维修或更换。

4. 设备检查对系统中的设备进行仔细检查,特别是接地设备和绝缘材料,发现问题需要及时更换或修复。

通过以上几个方面的分析,可以帮助我们找到单相接地故障的具体原因和位置,以便进行后续的处理和修复。

四、小电流接地系统选线研究小电流接地系统的选线研究主要是为了保障系统的正常运行和安全性,能够有效地减小接地电流,降低系统故障的风险。

1. 接地导线选材接地导线的选材直接关系到系统的接地效果,通常情况下,要求接地导线具有较好的电导率和耐腐蚀性能,能够保证系统的稳定接地效果。

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除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

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作者签名:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密□,在_________年解密后适用本授权书。

2、不保密□。

(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:年月日导师签名:年月日目录摘要 (1)前言 (2)1 小电流接地系统接地故障的概况 (3)1.1本课题的产生背景及研究意义 (3)1.2国外中性点接地方式发展状况 (3)1.3国内中性点接地方式发展状况 (4)2 小电流接地系统单相接地故障分析 (5)2.1电力系统中接地方式的分类 (5)2.2电力系统中的两种小电流接地系统 (5)2.2.1 中性点不接地方式的介绍 (5)2.2.2 中性点经消弧线圈接地方式的介绍 (7)2.3两种接地方式的综合比较 (8)3 小电流接地系统MATLAB建模与分析 (9)3.1MATLAB在电力系统中的应用 (9)3.2小电流接地系统仿真模型构建 (10)3.2.1 系统构建 (10)3.2.2 中性点不接地系统的仿真及计算 (12)3.2.3 中性点经消弧线圈接地系统的仿真及计算 (17)3.3仿真结果与分析 (18)3.3.1 中性点不接地系统的仿真结果与分析 (18)3.3.2 中性点经消弧线圈接地系统的仿真结果与分析 (22)4 结论和展望 (25)4.1主要研究结论 (25)4.2研究感想 (26)致谢 (27)参考文献 (28)28 128 1小电流接地系统故障建模与仿真分析学生: XX指导教师:XXX(三峡大学科技学院)摘要:本文简要介绍了电力系统中各种中性点接地方式,对小电流接地系统两种中性点接地方式的基本原理和运行特点进行了分析并综合比较了两者的运行参数。

利用MATLAB仿真软件分别对小电流接地系统中性点不接地和中性点经消弧线圈接地单相接地故障进行仿真实验,通过设置相同的电气量参数,得到仿真结果以及线路主要参数波形图。

通过分析仿真结果,得到重要结论。

关键词:小电流接地系统;Matlab建模;电力系统短路故障;零序电流Fault modeling and simulation analysis of small currentgrounding systemStudent:Qin HuiSupervisor:Weng HanLi(China Three Gorges University, School of science and Technology)Abstract:This article firstly introduces the neutral point connection mode of power system, analyzes the fundamental principle and its function characteristics of the two modes, and compares the parameters of each mode synthetically. Using MATLAB simulation software for small current grounding systems are ungrounded and neutral point arc suppression coil grounding single-phase ground fault simulation by providing the same amount of electrical parameters, simulation results obtained and the main line waveform parameters. By analyzing the simulation result, important conclusions.Key words: Small current grounded system; Matlab; Power system fault; zero-sequence current28 2前言电力系统是由发电、变电、输电、配电、供电、用电设备和技术组成的统一整体能够将一次能源转换为电能。

发电厂发出电能后,通过各级变电所经高压输电网远距离运送然后经配电网将电能供给用户。

配电网电压等级一般为6~66kV,110kV以上电压等级属于输电网。

配电网在电力系统的各个环节中作为末端直接与用户相联系是电力系统的重要组成部分。

电力系统中性点是指星形连接的发电机或变压器的中性点。

中性点接地方式主要有四种,中性点经小电阻接地方式、中性点经高阻接地方式、中性点经消弧线圈接地方式和中性点不接地方式[1]。

我国6~66kV配电网电力系统多属于小电流接地系统,通常采用中性点不接地方式或者中性点经消弧线圈接地方式。

小电流接地系统发生故障时,接地点的故障电流小所以又叫中性点非有效接地系统。

根据电力系统运行部门的故障统计,由于外界因素(如雷击、大风、鸟类等)的影响,配电网单相接地故障是配电网故障中最常见的,发生率最高,占整个电气短路故障的80%以上。

小电流接地系统发生单相接地故障时短路回路阻抗大,接地电流小,所以通常可以自动熄弧并恢复正常。

当发生线路永久性单相金属接地故障后,三相线电压对称,大小相位不变,对地电压变为零所以可以带故障运行一段时间提高了供电的可靠性,但是为了避免故障发展成更严重的故障必须马上找到故障点并排除。

国内外电力领域的专家学者对小电流接地系统单相接地故障问题进行了大量的研究。

发生单相接地故障时,大多是检测故障时产生的稳态信号。

但是稳态信号非常微弱,受外界因素及运行方式影响很大,难以检测出有效地故障信号。

而且,配电网络故障复杂多变,如系统中性点补偿度、过渡电阻大小、故障点位置、各出线长度、短路点电弧的发展等,使得在一种故障情况下工作良好的装置,在另一种情况下可能失效。

因此,小电流接地系统单相接地保护是非常复杂的,这也是一些国家不采用中性点非有效接地方式的主要原因之一。

但是小电流接地系统有着独特的优越性,并在我国及其它国家被广泛应用,准确找准故障线路成为当务之急[2]。

现代电力系统是非常复杂的系统,很难满足电力科研实验的条件,并且系统的安全运行也不允许进行试验。

所以对电力系统的稳定与故障分析一般都利用仿真实验。

MATLAB软件可以建立小电流接地系统的仿真模型并设置一致的仿真参数,进行单项故障实验,具有一定的现实意义[3]。

28 31 小电流接地系统接地故障的概况1.1 本课题的产生背景及研究意义我国3~66kV电力系统大多采用小电流接地系统即中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的运行方式。

配电网单相接地故障是配电网故障中最常见的,发生率最高,占整个电气短路故障的80%以上。

发生单相接地故障时,由于不构成短路回路,接地短路电流比负荷电流小很多,故障相对地电压降低,非故障两相的相电压升高,线电压依然对称,所以不影响对用户的连续供电,系统可继续运行1~2h,可显著提高供电可靠性,同时也提高了对设备和人身安全性,降低了对通讯系统电磁干扰等优点。

单相接地故障多数情况下可以自动熄弧并恢复绝缘,回到正常运行状态。

但是当发生永久性接地故障时,长时间运行可能破坏系统的绝缘,损坏系统中的线路以及电气设备。

为了避免单相接地故障引起两相短路或者更严重的事故,必须尽快的找出故障线路并切除故障。

为快速找到故障线路并切除,提高供电可靠性减少线路损耗,使配电网安全,经济运行。

需要对小电流接地系统单相接地故障进行仿真并分析,准确的检测出故障线路是十分重要的。

但是,故障电流微弱、故障电弧不稳定等因素,使单相接地故障的检测十分困难。

目前对接地故障点的判断一直没有得到很好的解决。

所以小电流接地系统单相接地故障是制约配电自动化发展的关键问题,也是我们对于电力系统的一个重要研究课题[4-5]。

1.2 国外中性点接地方式发展状况为了减少单相接地故障的危害,世界各国都对电力系统接地方式进行了十分广泛的研究,也采取了很多不同的方法。

第一次世界大战时期,德国人彼得逊首先提出了经消弧线圈接地的电力系统谐振接地方式,于是当时该国在各种电压等级的电网中性点都采用了中性点经消弧线圈接地方式,电网电压范围为30~220kV,后因220kV电网中事故较多,19世纪60年代就不再应用消弧线圈了。

美国在20世纪20年代中期到40年代中期,在22~70kV电网中,中性点直接接地方式所占比例高达72%,且发展很快,逐步取代了中性点不接地的运行方式,一直延续至今。

英国66kV电网采用中性点经电阻接地方式,对33kV及以下架空线配电网,逐步由28 4中性点直接接地方式改为中性点经消弧线圈接地方式。

1950年以来,日本20kV电缆和架空线路混合电网一直采用中性点不接地方式,随着电缆的增加,为防止接地继电器的误动、拒动和中性点位移,采用经低值电阻器接地方式。

1975年统计,11~33kV配电网中性点不接地占2%。

采用电阻接地方式一般限制接地电流数值为100~200A。

1962年以来法国城市配电网接地方式采用中性点经电阻或经电抗接地,要求故障线路快速跳闸。

至20世纪80年代,法国电力公司对20kV配电网中性点接地方式提出了即瞬时间地故障电流应降低到40~50A的要求,同时还要求考虑接触电压,跨步电压和对低压设备绝缘危害等问题。

20kV电网对地电容电流小于50A时,采用中性点经小电阻接地方式;电容电流在50~200A之间,则在电阻器旁边并联补偿电容器及消弧线圈。

意大利、加拿大、瑞典、日本和美国等在中压电网升压运行后,大部分都采用电网中性点直接接地方式[6-7]。

1.3 国内中性点接地方式发展状况建国初期至上世纪80年代,我国完全参照了前苏联的规定,将遗留下来的3kV、6kV 配电网相继升压至10kV,对3~66kV电网主要采用中性点不接地或者经消弧线圈接地方式。

上世纪80年代中期,部分沿海地区对中性点接地方式问题不够了解,从国外购进了一些低绝缘水平的电力电缆,不能直接投入我国配电压运行,于是有些单位开始了试点,引入了中性点经低电阻接地方式。

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